شبیه سازی و تحلیل فرآیند شیرین سازی آب با روش تقطیر چند مرحله ای و استفاده از انرژی خورشیدی

امروزه بحران آب شیرین یکی از موضوعاتی است که بشر را درگیر خود کرده است. اگرچه حدود ۷۰ درصد سطح کره زمین را آب دربر گرفته است، اما بیش از ۹۵ درصد این آب ها شور می باشند. بنابراین می توان با استفاده و توسعه تکنولوژی های شیرین سازی آب، این چالش را به حداقل رساند. برای شیرین سازی آب شور، روش های مختلفی وجود دارد که یکی از کاربردی ترین روش ها، استفاده از روش تقطیر چند مرحله ای (MED) می باشد. در این پروژه فرآیند شیرین سازی آب با روش تقطیر چند مرحله و با استفاده از انرژی خورشیدی شبیه سازی شده است. شبیه سازی در نرم افزار EES انجام شده است. شبیه سازی شامل دو سیکل می باشد که یک سیکل برای تولید بخار داغ با استفاده از انرژی خورشیدی و سیکل دیگر برای فرآیند شیرین سازی در نظر گرفته شده است. این دو سیکل توسط مبدل های حرارتی به یکدیگر ارتباط داده شده اند. در سیکل مربوط به دریافت انرژی خورشیدی، دبی سیال عامل (آب) یک کیلوگرم بر ساعت در نظر گرفته شده است که با تعدادی آینه پارابولیک به مساحت ۱۰ مترمربع گرم می شود. در سیکل شیرین سازی آب شور، ۱۵ مرحله در نظر گرفته شده است که دمای آب شور ورودی به سیکل ۱۵ درجه سانتی گراد بوده و میزان شوری آن ۳۵ گرم بر کیلوگرم فرض شده است. پس از تحلیل و محاسبه نسبت بهره وری (PR)، تاثیر مقدار شوری آب و دمای آب شور ورودی به سیستم بر نسبت بهره وری سیکل بررسی شد. نتایج نشان می دهد با افزایش مقدار شوری آب، از ۲۰ به ۵۵ گرم بر کیلوگرم، نسبت بهره وری از ۱۰ به ۳ کاهش می یابد. همچنین با افزایش دمای آب شور ورودی به سیستم،از ۱۰ به ۲۰ درجه سانتی گراد نسبت بهره وری از ۷/۳ به ۱۰/۵ افزایش می یابد.

Keywords:

آب شیرین کن , آینه های پارابولیک , روش تقطیر چند مرحله ای , نرم افزار EES , نسبت بهره وری , انرژی خورشیدی